Topografi av den tvådimensionella kristallen ovanpå den mikroskopiskt lilla tråden indikerad med streckade linjer. Excitoner rör sig fritt längs den trådinducerade bucklan, men kan inte undkomma den i vinkelrät riktning. Kredit:Florian Dirnberger.
Från ett team av City College of New York-fysiker och deras medarbetare i Japan och Tyskland kommer ytterligare ett framsteg i studiet av excitoner – elektriskt neutrala kvasipartiklar som finns i isolatorer, halvledare och vissa vätskor. Forskarna har skapat en "excitonisk" tråd, eller endimensionell kanal för excitoner. Dessa resulterande enheter kan en dag ersätta vissa uppgifter som nu utförs av standardtransistorteknologi.
Florian Dirnberger, post-doc i Vinod Menons forskargrupp i CCNY:s Center for Discovery and Innovation, och en av huvudförfattarna till studien som visas i tidskriften Science Advances , detaljerade lagets genombrott. "Vår främsta prestation var att lyckas skapa dessa excitoniska ledningar, i huvudsak endimensionella kanaler för excitoner i vad som annars är en tvådimensionell halvledare", sa han. "Eftersom laddningsneutrala excitoner inte bara styrs av externa spänningar, var vi tvungna att förlita oss på ett annat tillvägagångssätt. Genom att deponera den atomärt tunna 2D-kristallen ovanpå en mikroskopiskt liten tråd, tusen gånger tunnare än ett människohår, skapade vi en liten, långsträckt buckla i det tvådimensionella materialet, något som drar isär atomerna i den tvådimensionella kristallen och inducerar spänning i materialet. För excitoner är denna buckla ungefär som ett rör för vatten och när de väl är fångade inuti är de bundna till rör dig längs röret och realiserar en nästan endimensionell transport av excitoner."
Detta framsteg ger möjligheter till nya enheter.
"Manipulation av excitoners rörelse på nanoskala realiserar ett viktigt steg mot excitoniska enheter," noterade Dirnberger. "Plattformer baserade på tvådimensionella halvledarövergångsmetalldikalkogenider erbjuder ett intressant nytt tillvägagångssätt som kallas straintronics."
Möjliga resultat inkluderar innovativa enheter baserade på excitoner som fungerar vid rumstemperatur och kan ersätta vissa uppgifter som utförs av modern transistorteknologi. + Utforska vidare
